JP6734184B2 - 加圧式筆記具 - Google Patents
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Description
「1.軸筒内に、筆記具用インキ組成物を充填したインキ収容筒と、該インキ収容筒の前方部にボールペンチップと、を具備したボールペンレフィルを収容してなり、
前記ボールペンチップの前端部が前記軸筒の先端開口部から突出した状態で当該ボールペンチップを後退させることで、前記軸筒内に設けた加圧機構により前記筆記具用インキ組成物の後端に圧力を加える加圧式筆記具であって、
前記ボールペンレフィルは、前方領域が前記軸筒内において撓み変形可能または傾動可能なように後方領域が当該軸筒内に支持されており、
前記ボールペンレフィルの前方領域を覆うように配置された先部材と、当該先部材に形成された段部と当該ボールペンレフィルの外周面に形成された外段部との間に圧縮状態で配置された第一の弾発部材と、を備え、
前記先部材は外周面に被押圧部を有しており、
前記軸筒は前方領域の内周面に押圧部を有しており、
前記押圧部と前記被押圧部の少なくとも一方は、軸方向後方に向かって次第に大径となるテーパ面であり、
前記ボールペンレフィルの前方領域が撓み変形または傾動した際には、前記軸筒の押圧部が前記先部材の被押圧部を当該軸筒に対して軸方向後方に相対移動させ、前記先部材により前記ボールペンレフィルが後退することで、前記加圧機構が作動して前記筆記具用インキ組成物の後端に圧力を加えることを特徴とした加圧式筆記具である。
2.前記加圧機構は、前記ボールペンレフィルの後方に内外を連通する空気孔を有するシリンダーと、前記シリンダーの後方に当該シリンダーに対し前後動可能に配設したピストンと、前記シリンダーの内部に前記ボールペンレフィルの後部内孔と前記ピストンとの間を連通する加圧室と、を備え、
前記ボールペンレフィルの後部内孔に前記シリンダーにおける縮径された前部、該シリンダーの後端開口部に前記ピストンの前部がそれぞれ装着され、
前記ボールペンレフィルが後退した際、前記加圧室が加圧されることを特徴とした前記1項に記載の加圧式筆記具である。
3.前記シリンダーの内周面に形成された内方段部と前記ピストン外周面に形成された前段部との間に圧縮状態で配置された第二の弾発部材により当該ピストンに対して当該シリンダーを前方に弾発することで、前記シリンダーにより前記ボールペンレフィルを介して前記先部材が前方へ押圧され、前記押圧部と前記被押圧部の少なくとも一部とが常に当接状態にあるよう構成したことを特徴とする前記2項に記載の加圧式筆記具。
4.前記筆記具用インキ組成物の後端に加える圧力は、大気圧を1000hPaとした場合、1000hPaより高く、1500hPa以下としたことを特徴とする前記1項ないし前記3項のいずれか1項に記載の加圧式筆記具。」である。
尚、本発明で、「前」とは、ボールペンレフィルのボールペンチップ側を指し、「後」とは、その反対側を指す。また、「内方」とは、軸筒の軸心方向を指し、「外方」とは、その反対方向を指す。
また、軸筒の押圧部及び先部材の被押圧部を金属で形成する場合は、切削性から黄銅やアルミが好適に使用でき、潤滑性及び耐久性を向上させるため表面に潤滑性のある表面処理を施してもよい。潤滑性の表面処理としては、例えば無電解ニッケルメッキ、スズ−コバルトメッキ等のめっき処理、またはアルマイト等の表面処理から選択することができる。
更に、前記潤滑剤としては、例えばシリコン、グリス、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、タルク等が好適に使用できる。
前記加圧機構は、例えば、シリンダーと当該シリンダーに対して前後動可能に装着したピストンと当該シリンダー内の加圧室とを備え、ボールペンレフィルの後部にシリンダーを装着し、更にシリンダーの後方からピストンを装着し、シリンダー内にボールペンレフィルの内部まで連通する加圧室を形成した構成でもよく、ボールペンレフィルの後部に内孔を有するピストンを装着し、ピストンの後方からシリンダーを当該ピストンに被せるように装着し、シリンダー内にボールペンレフィルの内部まで連通する加圧室を形成した構成でもよい。
また、シリンダーは後部に対して前部を縮径して形成し、シリンダーの縮径した前部をボールペンレフィルの後部内孔に装着するよう構成することが好ましい。この場合、筒状体に収納可能であればインキ収容筒をシリンダーの外径に影響されること無く太く形成できるようになるため、インキ収容筒の容量を増やすことができる。
更に、ボールペンレフィル内が無制限に加圧されるとボールペンチップの先端からのインキ流出量が多くなりすぎることから、シリンダーに対してピストンの前後への移動距離はストッパーを設けて制限することが好ましい。
尚、前記筆記具用インキ組成物の後端に加える圧力は、加圧前と加圧後の圧縮空間の体積変化量を測定して計算によって測定することができる。この時、20℃、大気圧を1000hPaとして計算を行う。
尚、前記水溶性有機溶剤は一種又は二種以上を併用して用いることができ、2〜60重量%、好ましくは5〜35重量%の範囲で用いられる。
図1は、本実施例の加圧式筆記具の概略縦断面図であり、図2は図1の加圧式筆記具1の要部拡大図であり、図3は図1の加圧式筆記具1においてボールペンレフィル3を軸筒2の先端から前方へ突出させた状態の縦断面図であり、図4は、図3の加圧式筆記具1において、ボールペンレフィル3を紙面に当接させた状態の縦断面図であり、図5は図4においてボールペンレフィルに筆圧を掛けた状態を示す縦断面図である。
尚、図4に示すように、ボールペンレフィル3が傾動する前において、押圧部8bと被押圧部13bとが互いに当接している。そして、図5に示すように、ボールペンレフィル3が傾動する際に、押圧部8bが被押圧部13bを軸筒2に対して軸方向後方に相対移動させるようになっている。
また、先部材13は黄銅を切削加工し、その表面を滑りやすくなるように、先部材13の表面にスズ−コバルトメッキを施し、テーパ面13c表面の表面粗さ(算術平均粗さRa)を0.6μm以下に形成した。
これにより、ボールペンレフィル3に筆圧が掛かった際、筆圧の軸方向と直交する成分により押圧部は大きく変形することはなく、被押圧部に当接したままスムーズに滑るものとなった。
また、シリンダー15の内孔15bには、シリンダー15の内側部15dとピストン16の前端とOリング17とにより囲まれた加圧空間19が形成され、加圧空間19は空気孔15cによりシリンダー15の外部と通気される。
尚、装着部15gは、シリンダー15にボールペンレフィル3を装着した際、シリンダー15とボールペンレフィル3との間の気密が確保され、且つ、手で簡単に着脱可能になるよう外方への突出量(外径)を調整してある。
具体的には、シリンダー15へのボールペンレフィル3の取り付け時に掛かる力は2.3kgfであり、ボールペンレフィルを3を手で引っ張るこことで簡単に取り外すことができた。
更に、ピストン16の前部16cの側面には軸周方向に溝状の溝部16eを形成してあり、溝部16eには合成ゴムで形成したOリング17(密閉部材)を嵌着してある。このOリング17の外側部はシリンダー15の内側部15dに摺接しており、シリンダー15の後端開口部15aをピストン16とOリング17とで空気が漏れないように密閉してある。
尚、シリンダー15が後退した際、シリンダー15の後端にピストン16の鍔部16bが当接することで、シリンダー15の後退を制限し、シリンダー15内の加圧空間19の圧縮量を規制してある。
具体的には、実施例の第1コイルスプリング14(第一の弾発部材)の取り付け時の弾発力は250gfであり、第2コイルスプリング18(第ニの弾発部材)の取り付け時の弾発力は320gfであり、加圧式筆記具1の自重は15gで形成した。
具体的には、図1の状態からノック体5を前軸8の先端開口部8a方向に押圧(図1の矢印F方向)すると、ノック体5の前端5aに押されたピストン16が前進する。その際、第2コイルスプリング18(第一の弾発部材)の弾発力は、第1コイルスプリング14(第一の弾発部材)の弾発力より大きく設定してあることから、第2コイルスプリング18は圧縮されることなく加圧空間19は非加圧状態のままシリンダー15と共にボールペンレフィル3が第2コイルスプリング18により前方に押圧されて前進し、ボールペンレフィル3のボールペンチップ12が前軸8の先端開口部8aから突出する。そして、ノック体5の外壁に形成した係止部5bが、後軸7の側面に配置したクリップ6の先端部の被係止部6aに係止することで、ボールペンレフィル3のボールペンチップ12を、前軸8の先端開口部8aから突出した状態を維持させる図3の状態となる。
ここで、クリップ6の後端部を押圧(図3の矢印G方向)し、クリップの被係止部6aに係止したノック体5の係止部5bの係止状態を解除すると、第1コイルスプリング14の付勢力によって、ボールペンレフィル3、シリンダー15、ピストン16及びノック体5が後方に移動し、ボールペンチップ12を前軸8の先端開口部8a内に没入させ、図1の状態に戻る。
筆記の際、軸筒2は、その軸方向に対して鋭角を成す(図4及び図5参照)ように把持されるのが一般的である。このため、ボールペンチップ12の前端部12aには、軸筒2の軸方向に垂直な成分と当該軸方向の成分とを含む筆圧が加えられる。本実施例の加圧式筆記具1は、筆記時に図4の状態からボールペンチップ12の前端部12aに筆圧が加えられると、筆圧の軸方向に垂直な成分と軸方向の成分とにより、シリンダー15内の加圧空間19が加圧され、それによりボールペンレフィル3内の筆記具用インキ組成物10及びインキ追従体11がボールペンチップ12側に押圧されることで、ボールペンチップ12の前端部12aからのインキ流出量が増加し、筆記時の筆記濃度が上がり、また、筆記時のかすれを防止することができる。
この際、ノック体5の係止部5bがクリップ6の被係止部6aに係止することでノック体5の後方への移動を阻止していることから、ノック体5及びノック体5に当接しているピストン16の後方への移動が阻止される。そして、先部材13の後端部13dはボールペンレフィル3の第2段部3dに当接しているため、第2コイルスプリング18の弾発力に抗して、ボールペンリフィル3及びボールペンレフィル3が装着されたシリンダー15が軸筒2に対して後方に相対移動される。
これと同時に、筆圧の軸方向の成分によって、ボールペンレフィル3が軸筒2に対して軸方向後方に押圧される。これにより、第2コイルスプリング18の弾発力に抗して、ボールペンリフィル3及びボールペンレフィルが装着されたシリンダー15が軸筒2に対して軸方向後方に相対移動される。すなわち、シリンダー15の後退量が一層増加する。
また、軸筒2を筆記面に対して斜めに把持して筆記しても、筆圧の軸方向に垂直な成分と軸方向の成分とによりボールペンレフィル3内の筆記具用インキ組成物10を効率よく加圧することができ、単位時間当たりのインキ流出量を増大させ、筆記時の筆記濃度を濃くさせ、筆記時のかすれを防止することができた。
更に、軸筒の押圧部と先部材の被押圧部の少なくとも一部とが常に当接するよう構成することで、ボールペンレフィル3に筆圧が掛かった際に筆記先端ががたつくことを防止し、筆記角度にかかわらず筆記動作と略同時にシリンダーの加圧室が加圧されるため筆記開始から濃い筆跡での筆記ができるものとなった。
また、本発明は筆記時のみ加圧する方式とすることにより、本来筆記し難い非浸透面への筆記を確実にできるものとなった。
2…軸筒、2a…後部開口部、
3…ボールペンレフィル、3a…外段部、3b…内周部、3c…後部内孔、
3d…第2段部、
4…加圧機構、
5…ノック体、5a…前端、5b…係止部、
6…クリップ、6a…被係止部、
7…後軸、
8…前軸、8a…前端開口部、8b…押圧部、
9…インキ収容筒、
10…筆記具用インキ組成物、
11…インキ追従体、
12…ボールペンチップ、12a…前端部、
13…先部材、13a…段部、13b…被押圧部、13c…テーパ面、13d…後端部、
14…第1コイルスプリング(第一の弾発部材)、
15…シリンダー、15a…後部開口部、15b…内孔、15c…空気孔、
15d…内側部、15e…前部、15f…後部外周部、15g…装着部、
15h…窓部、15i…内方段部、
16…ピストン、16a…後端部、16b…鍔部、16c…前部、16d…突起部、
16e…溝部、16f…前段部、
17…Oリング、
18…第2コイルスプリング(第二の弾発部材)、
19…加圧空間、
20…第3コイルスプリング、
21…出没機構、
A1…インキ配合、
R…連結部。
Claims (4)
- 軸筒内に、筆記具用インキ組成物を充填したインキ収容筒と、該インキ収容筒の前方部にボールペンチップと、を具備したボールペンレフィルを収容してなり、
前記ボールペンチップの前端部が前記軸筒の先端開口部から突出した状態で当該ボールペンチップを後退させることで、前記軸筒内に設けた加圧機構により前記筆記具用インキ組成物の後端に圧力を加える加圧式筆記具であって、
前記ボールペンレフィルは、前方領域が前記軸筒内において撓み変形可能または傾動可能なように後方領域が当該軸筒内に支持されており、
前記ボールペンレフィルの前方領域を覆うように配置された先部材と、当該先部材に形成された段部と当該ボールペンレフィルの外周面に形成された外段部との間に圧縮状態で配置された第一の弾発部材と、を備え、
前記先部材は外周面に被押圧部を有しており、
前記軸筒は前方領域の内周面に押圧部を有しており、
前記押圧部と前記被押圧部の少なくとも一方は、軸方向後方に向かって次第に大径となるテーパ面であり、
前記ボールペンレフィルの前方領域が撓み変形または傾動した際には、前記軸筒の押圧部が前記先部材の被押圧部を当該軸筒に対して軸方向後方に相対移動させ、前記先部材により前記ボールペンレフィルが後退することで、前記加圧機構が作動して前記筆記具用インキ組成物の後端に圧力を加えることを特徴とした加圧式筆記具である。 - 前記加圧機構は、前記ボールペンレフィルの後方に内外を連通する空気孔を有するシリンダーと、前記シリンダーの後方に当該シリンダーに対し前後動可能に配設したピストンと、前記シリンダーの内部に前記ボールペンレフィルの後部内孔と前記ピストンとの間を連通する加圧室と、を備え、
前記ボールペンレフィルの後部内孔に前記シリンダーにおける縮径された前部、該シリンダーの後端開口部に前記ピストンの前部がそれぞれ装着され、
前記ボールペンレフィルが後退した際、前記加圧室が加圧されることを特徴とした請求項1に記載の加圧式筆記具である。 - 前記シリンダーの内周面に形成された内方段部と前記ピストン外周面に形成された前段部との間に圧縮状態で配置された第二の弾発部材により当該ピストンに対して当該シリンダーを前方に弾発することで、前記シリンダーにより前記ボールペンレフィルを介して前記先部材が前方へ押圧され、前記押圧部と前記被押圧部の少なくとも一部とが常に当接状態にあるよう構成したことを特徴とする請求項2に記載の加圧式筆記具。
- 前記筆記具用インキ組成物の後端に加える圧力は、大気圧を1000hPaとした場合、1000hPaより高く、1500hPa以下としたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の加圧式筆記具。
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